JP2003031122A - 露光装置及び蛍光体スクリーン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】露光装置内部での乱反射を防止し、所望サイズ
のパターンを有する蛍光体スクリーンを形成できるとと
もに、カラー陰極線管での表示不良の発生を防止できる
露光装置、及び蛍光体スクリーンの形成方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】感光性材料２１に対向してシャドウマスク
４を装着されたパネル１を支持する支持台４０と、支持
台４０に支持されたパネル１の内面に塗布された感光性
材料２１に対して、シャドウマスク４の開孔に対応する
パターンを焼き付ける光を照射する光源部４１と、光源
部４１から放射された光に所定の光学特性を付与する光
学部材４３，４４，４５と、光源部４１から放射された
光の照射範囲をパネル１の有効領域１ｂに規制するとと
もに、光源部４１側に向けて反射された反射光を吸収す
る乱反射防止部材５１と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、露光装置及び蛍
光体スクリーン形成方法に係り、特に、写真印刷法によ
りパネルの内面に蛍光体スクリーンを形成する場合に用
いられるカラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インライン型カラー陰極線管のうち、テ
レビの受像用として利用される通常のカラー陰極線管に
ついては、シャドウマスクは、ブリッジを介して一列状
に配列されたほぼ矩形状の複数の開孔を有しており、こ
れらの開孔の配列に対応して、蛍光体スクリーンの光吸
収層及び３色蛍光体層は、ストライプ状に形成されてい
る。

【０００３】これに対して、情報端末機などのディスプ
レイ用として利用される高精細インライン型カラー陰極
線管は、シャドウマスクは、円形状の複数の開孔を有し
ており、これらの開孔に対応して、蛍光体スクリーン
は、マトリクスホール（隙間）を円形とするマトリクス
状光吸収層と、この光吸収層のマトリクスホールに埋め
込まれた円形ドット状の３色蛍光体層とを備えたドット
マトリクス型となっている。

【０００４】従来、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン
は、シャドウマスクをフォトマスクとする写真印刷法に
より形成されている。例えば、ドットマトリクス型蛍光
体スクリーンについては、最初にパネルの内面にマトリ
クス状光吸収層を形成し、ついで、そのマトリクスホー
ルに３色蛍光体層を形成する方法で形成されている。

【０００５】パネルの内面に蛍光体スクリーンを形成す
るために塗布されたフォトレジストや感光性蛍光体スラ
リなどの感光性材料に、シャドウマスクの円形状開孔に
対応するパターンを焼付けるときに用いられる露光装置
は、感光性材料が形成され、かつシャドウマスクが装着
されたパネルを位置決め支持する支持台を備えている。

【０００６】この支持台の下部には、支持台に位置決め
支持されたパネルに向けて紫外線光を照射する光源部、
及び、光源部から放射された光に所定の光学特性を付与
する各種光学部材などが配置されている。

【０００７】一般に、蛍光体スクリーンを形成するドッ
ト状パターン及びストライプ状パターンのサイズは、露
光時の紫外線光の積算光量（紫外線照度×照射時間）
や、シャドウマスクの孔径（紫外線光が通過する孔径）
に依存する。このため、所望サイズのパターンを得るた
めには、これら２つパラメータで調整する。

【０００８】しかしながら、露光装置の内部において、
光源部から放射された紫外線光の一部が乱反射を起こす
場合がある。すなわち、支持台の裏面、各光学部材の表
面、パネルの有効領域以外の面において、光源部から放
射された紫外線光の一部が光源部側に戻るように反射さ
れる。この結果、感光性材料を露光する際、乱反射光が
感光性材料に照射され、ドット状パターン及びストライ
プ状パターンを所望のサイズに形成できないといった問
題が生じる。

【０００９】したがって、完成したカラー陰極線管にお
いて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の表示輝度にばら
つきが生じ、表示不良を招くといった問題が生じる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
問題点に鑑みなされたものであって、露光装置内部での
乱反射を防止し、所望サイズのパターンを有する蛍光体
スクリーンを形成できるとともに、カラー陰極線管での
表示不良の発生を防止できる露光装置、及び蛍光体スク
リーンの形成方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１は、カラー陰極線管のパネル
内面の有効領域に塗布された感光性材料を露光する蛍光
体スクリーン形成用露光装置において、前記感光性材料
に対向してシャドウマスクを装着された前記パネルを支
持する支持台と、前記支持台に支持された前記パネルの
内面に塗布された前記感光性材料に対して、前記シャド
ウマスクの開孔に対応するパターンを焼き付ける光を照
射する光源部と、前記光源部から放射された光に所定の
光学特性を付与する光学部材と、前記光源部から放射さ
れた光の照射範囲を前記パネルの有効領域に規制すると
ともに、前記光源部側に向けて反射された反射光を吸収
する乱反射防止部材と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項４は、カラー陰極線管のパネル内面
に感光性材料を設け、前記感光性材料に対向してシャド
ウマスクを装着された前記パネルを支持台に支持し、前
記支持台に支持された前記パネルの内面に塗布された前
記感光性材料に向けて光源部から光を照射して、前記シ
ャドウマスクの開孔に対応するパターンを焼き付け、前
記感光性材料を現像する、パネル内面の有効領域に蛍光
体スクリーンを形成する蛍光体スクリーン形成方法にお
いて、前記光源部と前記支持台との間に配置された乱反
射防止部材により、前記光源部から放射された光の照射
範囲が前記パネルの有効領域に規制されるとともに、前
記光源部側に向けて反射された反射光が吸収されること
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明のカラー陰極線管
の蛍光面形成用露光装置及び蛍光体スクリーン形成方法
の一実施の形態について図面を参照して説明する。

【００１４】図２に示すように、カラー陰極線管は、真
空外囲器９を備えている。この真空外囲器９は、水平軸
（Ｘ軸）を長軸、垂直軸（Ｙ軸）を短軸として、水平軸
（Ｘ軸）方向に延びる長辺と垂直軸（Ｙ軸）方向に延び
る短辺とを有するとともに周縁にスカート部１ａを有し
外面がほぼ矩形状のパネル１と、パネル１のスカート部
１ａに連接されたファンネル２と、ファンネル２の小径
部に連接された円筒状のネック５と、を有している。

【００１５】蛍光体スクリーン３は、パネル１の内面の
矩形状有効領域１ｂに配置されている。この蛍光体スク
リーン３は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ド
ット状の多数の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞ
れ発光する３色蛍光体層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと、こ
れら蛍光体層の隙間に配置された黒色の光吸収層１１Ｋ
とを備えている。

【００１６】色選別機構であるシャドウマスク４は、真
空外囲器９内において蛍光体スクリーン３から管軸（Ｚ
軸）方向に所定間隔離れて対向して配設されている。こ
のシャドウマスク４は、図示しないマスクフレームの外
壁に固定された複数の弾性支持体をパネル１のスカート
部１ａの内面に埋設された複数のスタッドピンに係合さ
せることにより、パネル１の内側に着脱自在に支持され
ている。

【００１７】なお、パネル１を含む真空外囲器９及びシ
ャドウマスク４は、パネル１の中心及び電子銃構体７を
通って延びる管軸Ｚ、管軸Ｚと直交して延びる長軸（水
平軸）Ｘと、管軸Ｚ及び長軸Ｘと直交して延びる短軸
（垂直軸）Ｙと、を有している。

【００１８】インライン型電子銃構体７は、ネック５の
内部に配設されている。この電子銃構体７は、同一水平
面上を通るセンタービーム６Ｇおよびその両側の一対の
サイドビーム６Ｂ，６ＲからなるＸ軸（水平）方向に一
列に配置された３電子ビーム６（Ｂ，Ｇ，Ｒ）をＺ軸
（管軸）方向に放出する。電子銃構体７から出射された
３本の電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒは、シャドウマスク
４の電子ビーム通過孔に入射する角度がそれぞれ異なる
ため、目的のドット状の蛍光体層にランディングして所
定の色に発光させる。

【００１９】偏向ヨーク８は、ネック５からファンネル
２にかけてその外周に装着されている。この偏向ヨーク
８は、電子銃構体７から放出された電子ビーム６Ｂ、６
Ｇ、６Ｒを水平軸方向及び垂直軸方向に偏向する非斉一
な偏向磁界を発生するための水平偏向コイル、及び垂直
偏向コイルを含んで構成されている。この非斉一磁界
は、ピンクッション型の水平偏向磁界と、バレル型の垂
直偏向磁界とによって形成される。

【００２０】パネル１とファンネル２との結合部分の内
側には、３電子ビーム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに対して地磁気
や外部回路などから発生する不所望な外部磁場を遮蔽す
る図示しないインナーシールドが配置されている。

【００２１】上述したような構成のカラー陰極線管で
は、電子銃構体７から放出された３電子ビーム６Ｂ、６
Ｇ、６Ｒは、蛍光体スクリーン３に向けてセルフコンバ
ージェンスされながら、蛍光体スクリーン３上の対応す
る蛍光体層１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒ上にフォーカスされ
る。この３電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、偏向ヨーク
８により発生される非斉一な偏向磁界により水平軸Ｘ方
向及び垂直軸Ｙ方向に偏向され、シャドウマスク４の電
子ビーム通過孔を介してパネル１内面の蛍光体スクリー
ン３を水平方向及び垂直方向に走査される。これによ
り、カラー画像が表示される。

【００２２】次に、上述したカラー陰極線管のパネル内
面に形成される蛍光体スクリーンの各色の蛍光体層及び
黒色の光吸収層を焼き付けるための蛍光面形成用露光装
置について説明する。

【００２３】図１に示すように、この露光装置は、支持
台４０を備えている。この支持台４０は、内面にフォト
レジストや感光性蛍光体スラリ層などの感光性材料２１
が塗布され、かつ、この感光性材料２１に対向してシャ
ドウマスク４が装着されたパネル１を位置決め支持す
る。この支持台４０の下部には、この支持台４０に位置
決め支持されたパネル１に対して、カラー陰極線管の電
子銃構体から放出される一列配置の３電子ビームに対応
する位置に移動可能に光源部４１が設けられている。

【００２４】また、この光源部４１とパネル１に装着さ
れたシャドウマスク４との間には、光源部４１から放射
された光に所定の光学特性を付与する各種光学部材が配
置されている。すなわち、光学部材として、光源部４１
から放出された光４１Ａの軌道を電子銃構体から放出さ
れる電子ビームの軌道に近似させる一対のサイドビーム
に対応したΔＳ補正レンズ４３や、偏向中心の移動にと
もなう補正を行うγ−ΔＰ補正レンズ４４などの補正レ
ンズ光学系が配置されている。

【００２５】さらに、この補正レンズ光学系のシャドウ
マスク４側には、光学部材として、パネル１の内面に対
する光量分布を調整する透過率分布をもつパターンの形
成された配光調整フィルター４５が配置されている。こ
れら補正レンズ４３、４４及び配光調整フィルター４５
は、光源部４１との相対的な位置関係を一定に保つよう
に光源部４１とともに移動可能になっている。

【００２６】光源部４１は、主に波長３６５ｎｍの紫外
線光を放射する直管状の超高圧水銀ランプなどを光源４
７とし、この光源４７が光透過窓を有する水冷方式のラ
イトハウス４８内に収容されている。この光源４７の近
くには、実質的に光源４７の大きさ規制する開孔４９の
形成された遮光部４２が配置されている。また、ライト
ウス４８の光透過窓には、平板状のガラス板４６が配置
されている。

【００２７】特に、この実施の形態では、図１に示すよ
うに、光源部４１とシャドウマスク４との間に、光源部
４１から放射された光の照射範囲をパネル１の有効領域
１ｂに規制するとともに、光源部４１側に向けて反射さ
れた反射光を吸収する乱反射防止部材５１が配置されて
いる。

【００２８】この乱反射防止部材５１は、例えば、厚さ
０．１乃至０．１ｍｍのアンバー材などの金属製の板状
部材によって形成されている。さらに、この乱反射防止
部材５１は、その中央部に光源から放射された光を通過
させるとともにパネル１の有効領域１ｂ以外の領域に向
けて照射される光を遮断して、光の照射範囲を規制する
開口部５１ａを有している。乱反射防止部材５１の表面
は、乱反射を防止するとともに、光源部４１側に向けて
反射された反射光を吸収するように表面処理が施されて
いる。

【００２９】この乱反射防止部材５１は、例えば、支持
台４０と配光調整フィルター４５との間、配光調整フィ
ルター４５とγ−ΔＰ補正レンズ４４との間、γ−ΔＰ
補正レンズ４４とΔＳ補正レンズ４３との間、ΔＳ補正
レンズ４３と光源部４１との間の少なくとも１箇所、よ
り好ましくはすべてに配置されている。また、光源部４
１のライトハウス４８の内部においても、光源４７とガ
ラス板４６との間に配置された遮光部４２を、上述した
乱反射防止部材５１と同一の構成としても良い。

【００３０】なお、これらの乱反射防止部材５１におけ
る開口部５１ａの形状は、光源４７に近いほど、円形状
であり、パネル１に向かうにしたがって徐々にパネル１
の有効領域１ｂの形状に近い矩形状に形成されている。

【００３１】次に、このような乱反射防止部材を備えた
蛍光面形成用露光装置による蛍光体スクリーンの製造法
法について説明する。

【００３２】カラー陰極線管のパネル１の内面に配置さ
れた蛍光体スクリーン３は、シャドウマスク４をフォト
マスクとする写真印刷法により形成される。ドットマト
リクス型蛍光体スクリーンについては、最初にマトリク
ス状光吸収層１１Ｋを形成し、ついで、そのマトリクス
ホールに３色蛍光体層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを埋め込
む方法で形成されている。

【００３３】すなわち、図４の（ａ）に示すように、ま
ず、パネル１の内面に感光性材料を塗布し、乾燥してフ
ォトレジスト１３を形成する。そして、このフォトレジ
スト１３の形成されたパネル１にシャドウマスク４を装
着し、上述した露光装置を用いてフォトレジスト１３を
露光し、フォトレジスト１３にシャドウマスク４の円形
状開孔１４に対応する円形状パターンを焼き付ける。

【００３４】続いて、図４の（ｂ）に示すように、この
円形状パターンが焼き付けられたフォトレジスト１３を
現像して未感光部を除去し、円形ドット状パターンから
なるレジスト１５を形成する。

【００３５】続いて、図４の（ｃ）に示すように、この
レジスト１５が形成されたパネル１の内面に光吸収塗料
を塗布し、乾燥して光吸収塗料層１６を形成する。

【００３６】続いて、図４の（ｄ）に示すように、この
レジスト１５に塗布された光吸収塗料層１６をレジスト
１５とともに剥離して、蛍光体層を形成する位置をマト
リクスホール１７とするマトリクス状光吸収層１１Ｋを
形成する。

【００３７】続いて、図４の（ｅ）に示すように、光吸
収層１１Ｋの形成されたパネル１の内面に、蛍光体と感
光性材料を主成分とする感光性蛍光体スラリを塗布し、
乾燥して感光性蛍光体スラリ層１９を形成する。そし
て、この感光性蛍光体スラリ層１９の形成されたパネル
１にシャドウマスク４を装着し、上述した露光装置を用
いて感光性蛍光体スラリ層１９を露光し、感光性蛍光体
スラリ暦１９にシャドウマスク４の円形状開孔１４に対
応する円形状パターンを焼き付ける。

【００３８】続いて、図４の（ｆ）に示すように、円形
状パターンが焼き付けられた感光性蛍光体スラリ層１９
を現像して未感光部を除去し、光吸収層１１Ｋの所定の
マトリクスホール１７に円形ドット状の蛍光体層、たと
えば青色の蛍光体層１１Ｂを形成する。

【００３９】さらに、この青色の蛍光体層１１Ｂの形成
工程を、順次緑色蛍光体及び赤色蛍光体について繰返
し、図４の（ｇ）に示すように、光吸収層１１Ｋの所定
のマトリクスホール１７に円形ドット状の緑色蛍光体層
１１Ｇ及び赤色蛍光体層１１Ｒを形成する。

【００４０】これらの工程により、パネル１の内面にド
ットマトリクス型蛍光体スクリーン２が形成される。上
述した蛍光体スクリーンの製造方法では、３色蛍光体層
がドット状に配列されたドットマトリクス型を例に説明
したが、３色蛍光体層がストライプ状に配列された蛍光
体スクリーンについても所定形状の開孔を有するシャド
ウマスクを装着することにより同様の製造方法で製造可
能である。

【００４１】上述したような製造方法によって製造され
た蛍光体スクリーンを備えたカラー陰極線管において、
白画面を表示したところ、均一で良好な画像を表示する
ことができた。

【００４２】上述したように、光源部４１から放射され
た光の照射範囲をパネル１の有効領域１ｂに規制すると
ともに、光源部４１側に向けて反射された反射光を吸収
する乱反射防止部材５１を、光源部４１に含まれる光源
４７と支持台４０との間の少なくとも１箇所に配置する
ことにより、パネル１の有効領域１ｂ以外の面に光源４
７から放射された不要な紫外線光が照射されることが防
止できる。また、この乱反射防止部材５１により、露光
装置内部において、光源４７から放射された紫外線光の
一部が支持台４０の裏面、各光学部材の表面などで光源
部から放射された紫外線光の一部が光源部４７側に戻る
ように反射された乱反射光を吸収することができる。

【００４３】したがって、パネル１の有効領域１ｂに配
置された感光性材料を露光する際に、不要な乱反射光に
よる感光性材料の不所望な露光を防止することができ、
所望サイズのドット状やストライプ状などのパターンを
形成することが可能となる。これにより、完成したカラ
ー陰極線管において、パネル１の有効領域１ｂに所望サ
イズの３色蛍光体層を有する蛍光体スクリーン３を形成
することが可能となり、それぞれの蛍光体層の輝度のば
らつきを抑え、結果として表示均一性が向上し、表示不
良の発生を防止することが可能となる。

【００４４】上述した実施の形態では、乱反射防止部材
は、板状部材として、光源部４１に含まれる光源４７と
支持台との間の少なくとも１箇所に配置されたが、この
発明は、この形態に限定されるものではなく、種々変更
可能である。

【００４５】例えば、乱反射防止部材は、支持台４０の
裏面、配光調整フィルター４５、γ−ΔＰ補正レンズ４
４、ΔＳ補正レンズ４３、ガラス板４６の少なくとも一
方の主面に薄膜として設けても良い。

【００４６】このような実施の形態であっても、図１に
示した実施の形態と同様の効果が得られる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、露光装置内部での乱反射を防止し、所望サイズのパ
ターンを有する蛍光体スクリーンを形成できるととも
に、カラー陰極線管での表示不良の発生を防止できる露
光装置、及び蛍光体スクリーンの形成方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー
陰極線管蛍光面形成用露光装置の構成を概略的に示す図
である。

【図２】図２は、この実施の形態の露光装置を用いて形
成された蛍光体スクリーンを有するカラー陰極線管の構
造を概略的に示す水平断面図である。

【図３】図３の（ａ）は、図２に示したカラー陰極線管
の蛍光体スクリーンの構造を概略的に示す平面図であ
り、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示した蛍光体スク
リーンの構造を概略的に示す断面図である。

【図４】図４の（ａ）及至（ｇ）は、ドットマトリクス
型蛍光体スクリーンの主要形成工程を説明するための図
である

【符号の説明】

１…パネル １ｂ…有効領域 ２…ファンネル ３…蛍光体スクリーン ４…シャドウマスク ５…ネック ６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム ７…インライン型電子銃構体 ８…偏向ヨーク １０…真空外囲器 １１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…蛍光体層 １１Ｋ…光吸収層 ２１…感光性材料 ４１…光源部 ４３…ΔＳ補正レンズ ４４…γ−ΔＰ補正レンズ ４５…配光調整フィルター ４７…光源 ５１…乱反射防止部材 ５１ａ…開口部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー陰極線管のパネル内面の有効領域に
   塗布された感光性材料を露光する蛍光体スクリーン形成
   用露光装置において、 前記感光性材料に対向してシャドウマスクを装着された
   前記パネルを支持する支持台と、 前記支持台に支持された前記パネルの内面に塗布された
   前記感光性材料に対して、前記シャドウマスクの開孔に
   対応するパターンを焼き付ける光を照射する光源部と、 前記光源部から放射された光に所定の光学特性を付与す
   る光学部材と、 前記光源部から放射された光の照射範囲を前記パネルの
   有効領域に規制するとともに、前記光源部側に向けて反
   射された反射光を吸収する乱反射防止部材と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】前記乱反射防止部材は、前記光源部に含ま
   れる光源と前記支持台との間に配置されたことを特徴と
   する請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】前記乱反射防止部材は、前記光源部に含ま
   れる光源と前記支持台との間に配置された前記光学部材
   の少なくとも一方の主面に設けられた薄膜であることを
   特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 【請求項４】カラー陰極線管のパネル内面に感光性材料
   を設け、 前記感光性材料に対向してシャドウマスクを装着された
   前記パネルを支持台に支持し、 前記支持台に支持された前記パネルの内面に塗布された
   前記感光性材料に向けて光源部から光を照射して、前記
   シャドウマスクの開孔に対応するパターンを焼き付け、 前記感光性材料を現像する、パネル内面の有効領域に蛍
   光体スクリーンを形成する蛍光体スクリーン形成方法に
   おいて、 前記光源部と前記支持台との間に配置された乱反射防止
   部材により、前記光源部から放射された光の照射範囲が
   前記パネルの有効領域に規制されるとともに、前記光源
   部側に向けて反射された反射光が吸収されることを特徴
   とする蛍光体スクリーン形成方法。